في مختبرها بالقرب من سان خوسيه، بنيت شركة "آي بي إم" دماغاً إلكترونياً للقوارض من 48 شريحة اختبار "ترو نورث"، كل منها يمكنه تقليد قطعة أساسية من الدماغ.
لقد صنعت شركة "آي بي إم" دماغ اصطناعي من 48 رقاقة
تحت قيادة زعيم المشروع (دارميندرا مودا) ، تقابلنا بشكل شخصي مع المشروع بأكمله.مغطى بألواح بلاستيكية شفافةيبدو وكأنه شيء من فيلم الخيال العلمي في السبعينات، ولكن مودا يقول، "أنت تنظر إلى جرذ صغير".
إنه يتحدث عن دماغ القوارض الصغيرة، أو على الأقل هذه كومة من الرقائق يمكن أن تتسع في هذا الدماغ. هذه الرقائق تعمل كخلايا عصبية،يقول (مودا) أن النظام يمكنه محاكاة 48 مليون خلية عصبية، تقريباً تساوي عدد الخلايا العصبية في دماغ القوارض الصغيرة.
في "آي بي إم"، كان "مودا" يدير مجموعة الحوسبة المعرفية، التي اخترعت "الشريحة العصبية". عندما كشف هو وفريقه عن اختراعهم لأول مرة،دعم الأكاديميين والباحثين الحكوميين في مختبر أبحاث وتطوير IBM في وادي السيليكونبعد توصيل أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم إلى دماغ الفأر الرقمي، استكشف الباحثون بنيته وبدأوا في كتابة البرامج للشريحة TrueNorth
الشهر الماضي، رأى بعض الباحثين هذا الرجل بالفعل في كولورادو، لذا قاموا ببرمجة ذلك للتعرف على الصور والكلام، وفهم بعض اللغة الطبيعية.الشريحة تشغل خوارزميات "التعلم العميق" التي تهيمن الآن على خدمات الذكاء الاصطناعي في الإنترنت، توفر التعرف على الوجوه للفيسبوك وترجمة اللغة في الوقت الحقيقي لسكايب مايكروسوفت.شركة "آي بي إم" لديها مقدمة هنا لأن أبحاثها يمكن أن تقلل من الحاجة إلى مساحة وإمدادات الطاقةفي المستقبل، قد نكون قادرين على وضع هذه الذكاء الاصطناعي في الهواتف المحمولة وغيرها من الأجهزة الصغيرة، مثل الإيدز السمعي والساعات.
"ما الذي نحصل عليه من البنية التشعبية؟ يمكننا تصنيف الصور مع استهلاك طاقة منخفض جدا، ويمكننا حل مشاكل جديدة باستمرار في بيئات جديدة".عالم كمبيوتر في مختبر لورانس ليفرمور الوطني المسؤول عن تطبيق خوارزميات التعلم العميق للأمن القومي.
"ترو نورث" هي أحدث تكنولوجيا ستدير التعلم العميق ومجموعة من خدمات الذكاء الاصطناعي الأخرى في المستقبلفيسبوك ومايكروسوفت ما زالتا بحاجة لمعالجات رسومات منفصلة، لكنهم جميعا يتحركون نحو FPgas (الشرائح التي يمكن برمجتها لمهام محددة).يعتقد بيتر ديل (دكتوراه في مجموعة الحوسبة القشرية في جامعة بوليتكنيك زيورخ) أن TrueNorth متفوق على كل من رقائق الرسومات المستقلة و FPgas بسبب استهلاك الطاقة المنخفض.
الفرق الرئيسي، كما يقول جيسون مارس، أستاذ علوم الكمبيوتر في جامعة ميشيغان، هو أن TrueNorth يعمل بسلاسة مع خوارزميات التعلم العميق.كلاهما يحاكي الشبكات العصبية في العمق ويولد الخلايا العصبية والحلقات التشعبية "في الدماغ"الشريحة يمكنها تنفيذ أوامر الشبكة العصبية بكفاءة" لم يشارك في التجربة، لكنه تابع عن كثب تقدم الشريحة.
مع ذلك، لا يزال TrueNorth غير متزامن تمامًا مع خوارزميات التعلم العميق. ومع ذلك، قررت IBM إشراك باحثين خارجيين في تحسين الشريحة،لأنه لا يزال على مسافة من السوق الفعليةوبالنسبة لمودا، كانت عملية ضرورية أيضاً، كما قال: "نحن بحاجة إلى وضع أساس متين للتحول الكبير".
الدماغ في الهاتف
بيتر ديل سافر مؤخرا إلى الصين، ولكن لسبب ما، كما تعلمون، هاتفه لم يعمل مع جوجل،لأن معظم الحوسبة السحابية تعتمد الآن على خوادم جوجل، لذا بدون الشبكة، كل شيء عديم الفائدة.
التعلم العميق يتطلب كمية هائلة من قوة المعالجة والتي يتم توفيرها عادة من قبل مراكز البيانات العملاقةمن ناحية أخرى، يمكن أن تنتقل على الأقل بعض من قوة معالجتها إلى هاتفك أو جهاز آخر، والتي يمكن أن توسع إلى حد كبير تواتر استخدام الذكاء الاصطناعي.
لكن لفهم هذا، يجب أن نفهم أولاً كيف يعمل التعلم العميق. إنه يعمل في مرحلتين. أولاً،الشركات مثل جوجل وفيسبوك تحتاج إلى بناء شبكات عصبية خاصة بها للتعامل مع مهام محددةإذا أرادوا القدرة على التعرف تلقائيًا على صور القطط، فعليهم عرض مجموعة من صور القطط على الشبكة العصبية.تحتاج شبكة عصبية أخرى لأداء هذه المهمةعندما تلتقط صورة، يجب أن يحدد النظام ما إذا كانت هناك قطط فيها، وتو نورث موجودة لجعل الخطوة الثانية أكثر كفاءة.
وبمجرد تدريب الشبكة العصبية، الشريحة يمكن أن تساعدك على تجاوز مركز البيانات العملاق والذهاب مباشرة إلى الخطوة الثانية.يمكن أن يتناسب مع الأجهزة المحمولةهذا يزيد من الكفاءة الكلية لأنك لم تعد بحاجة إلى تنزيل النتائج من مركز البيانات عبر الشبكة.يمكن أن يقلل كثيرا من الضغط على مراكز البيانات"هذا هو مستقبل الصناعة، حيث الأجهزة يمكن أن تؤدي مهام معقدة بشكل مستقل".
الخلايا العصبية، المحاور، التشابك العصبي والنبضات العصبية
حاولت جوجل مؤخراً جلب الشبكات العصبية إلى الهواتف المحمولة، لكن ديل يعتقد أن "ترو نورث" متقدمة على منافسيها، لأنها متزامنة أكثر مع التعلم العميق.كل شريحة يمكنها محاكاة ملايين الخلايا العصبية، وهذه الخلايا العصبية يمكن أن تتواصل مع بعضها البعض من خلال "القطع السينابيسية في الدماغ".
هذا هو ما يميز TrueNorth عن المنتجات المماثلة في السوق، حتى مقارنة مع معالجات الرسومات و FPgas لديها مزايا كافية." تشبه النبضات الكهربائية في الدماغالنبضات العصبية يمكن أن تظهر تغييراً في نبرة كلام شخص ما، أو تغييراً في لون صورة.أحد مصممي الرقاقة.
على الرغم من أن هناك 5.4 مليار ترانزستور على الشريحة، استهلاك الطاقة هو 70 مليواط فقط. ماذا عن المعالجات التقليدية إنتل؟لكن استهلاك الطاقة يصل إلى 35 إلى 140 واطحتى رقائق ARM، التي تستخدم عادةً في الهواتف الذكية، تستهلك طاقة أكبر عدة مرات من رقائق TrueNorth.
بطبيعة الحال، لكي تعمل الرقاقة حقاً، فإنها تحتاج إلى برنامج جديد، وهذا بالضبط ما كان يحاول (ديهل) والمطورون الآخرون فعله خلال التجربة.المطورون يحولون التعليمات البرمجية القائمة إلى لغة تتعرف عليها الرقاقة وتغذيها، لكنهم يعملون أيضاً على كتابة رمز أصلي لـ TrueNorth.
الحاضر
مثل المطورين الآخرين، يركز Modha على مناقشة TrueNorth في مجال علم الأحياء، مثل الخلايا العصبية، المحاور، التشابك الحركي، النبضات العصبية، الخ.الشريحة لا شك أنها تقلد الجهاز العصبي البشري بطريقة ما"هذه النوعية من المناقشات غالباً ما تكون تحذيرية جداً. بعد كل شيء، السيليكون ليس ما يتكون منه الدماغ البشري". كريس نيكولسون،المشارك في تأسيس شركة تدعى " سكايميند ".
عندما بدأ المشروع في عام 2008، مع استثمار قدره 53.5 مليون دولار من دارباالهدف كان بناء شريحة جديدة تماما من مواد مختلفة تماما وتحاكي الدماغ البشريلكنه يعلم أن ذلك لن يحدث بسرعة، وقال "لا يمكننا تجاهل الواقع في طريقنا إلى متابعة أحلامنا".
في عام 2010، كان مقيداً على السرير بمرض إنفلونزا الخنازير، وخلال تلك الفترة أدرك أن أفضل طريقة لكسر هذه القيود هي البدء من بنية الشريحة وتحقيق محاكاة للدماغ."لا تحتاج إلى خلايا عصبية لمحاكاة الفيزياء الأساسية، الكيمياء والبيولوجيا لتحسين قوة الحوسبة. نحن بحاجة إلى أن تكون مرنة بما فيه الكفاية لتصبح أكثر وأكثر مثل الدماغ.
هذه رقاقة TrueNorth. إنها ليست دماغ رقمي، ولكنها خطوة مهمة على طول الطريق، ومع تجريب IBM، الخطة على الطريق الصحيح.الآلة بأكملها تتكون من 48 آلة منفصلةالأسبوع المقبل، مع انتهاء التجربة، سوف يقوم (مودا) وفريقه بتفكيك الآلةالبشر يستخدمون التكنولوجيا لتغيير المجتمع، وهؤلاء الباحثين هم العمود الفقري لجهودنا.
